常用金屬材料分類及鑒別知識(shí)

1、.1.2 常用金屬材料金屬材料來(lái)源豐富，并具有優(yōu)良的使用性能和加工性能，是機(jī)械工程中應(yīng)用最普遍的材料，常用以制造機(jī)械設(shè)備、工具、模具，并廣泛應(yīng)用于工程結(jié)構(gòu)中。金屬材料大致可分為黑色金屬兩大類。黑色金屬通常指鋼和鑄鐵；有色金屬是指黑色以外的金屬及其合金，如銅合金、鋁及鋁合金等。1.2.1 鋼鋼分為碳素鋼（簡(jiǎn)稱碳鋼）和合金兩大類。碳鋼是指含碳量小于2.11%并含有少量硅、錳、硫、磷雜質(zhì)的鐵碳合金。工業(yè)用碳鋼的含碳量一般為0.05%1.35%。為了提高鋼的力學(xué)性能、工藝性能或某些特殊性能（如耐腐蝕性、耐熱性、耐磨性等），冶煉中有目的地加入一些合金元素（如Mn、Si、Cr、Ni、Mo、W、V、Ti等）

2、，這種鋼稱為合金鋼。（一）碳鋼1碳鋼的分類碳鋼的分類方法有多種，常見的有以下三種。（1）按鋼的含碳量多少分類 分為三類：低碳鋼，含碳量0.25%；中碳鋼，含碳量為0.25%0.60%；高碳鋼，含碳量0.60%。（2）按鋼的質(zhì)量（即按鋼含有害元素S、P的多少）分類 分為三類：普通碳素鋼，鋼中S、P含量分別0.055%和0.045%；優(yōu)質(zhì)碳素鋼，鋼中S、P含量均0.040%；高級(jí)碳素鋼，鋼中S、P含量分別0.030%和0.035%。（3）按鋼的用途分類 分為兩類：碳素結(jié)構(gòu)鋼，主要用于制造各種工程構(gòu)件和機(jī)械零件；碳素工具鋼，主要用于制造各種工具、量具和模具等。2碳鋼牌號(hào)的表示方法（1）碳素結(jié)構(gòu)鋼 碳

3、素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)由屈服點(diǎn)“屈”字漢語(yǔ)拼音第一個(gè)字母Q、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)（A、B、C、D）及脫氧方法符號(hào)（F、b、Z）等四部分按順序組成。其中質(zhì)量等級(jí)按A、B、C、D順序依次增高，F(xiàn)代表沸騰鋼，b代表鎮(zhèn)靜鋼，Z代表鎮(zhèn)靜鋼等。如Q235-AF表示屈服強(qiáng)度為235Mpa的A級(jí)沸騰碳素結(jié)構(gòu)鋼。（2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)用兩位數(shù)字表示。這兩位數(shù)字代表鋼中的平均含碳量的萬(wàn)分之幾。例如45鋼，表示平均含碳量為0.45%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。08鋼，表示平均含碳量為0.08%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。（3）碳素工具鋼 碳素工具鋼的牌號(hào)是用碳字漢語(yǔ)拼音字頭T和數(shù)字表示。其數(shù)字表示鋼的平均含碳量的千分之

4、幾。若為高級(jí)優(yōu)質(zhì)，則在數(shù)字后面加“A”。例如，T12鋼，表示平均含碳量為1.2%的碳素工具鋼。T8鋼，表示平均含碳量為0.8%的碳素工具鋼。T12A，表示平均含碳量為1.2%的高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼。3碳鋼的用途舉例Q195、Q215，用于鉚釘、開口銷等及沖壓零件和焊接構(gòu)件。Q235、Q255，用于螺栓、螺母、拉桿、連桿及建筑、橋梁結(jié)構(gòu)件。Q275，用于強(qiáng)度較高轉(zhuǎn)軸、心軸、齒輪等。Q345，用于船舶、橋梁、車輛、大型鋼結(jié)構(gòu)。08鋼，含碳量低，塑性好，主要用于制造冷沖壓零件。10、20鋼，常用于制造沖壓件和焊接件。也常用于制造滲碳件。35、40、45、50鋼屬中碳鋼，經(jīng)熱處理后可獲得良好的綜合力學(xué)性

5、能，主要用制造齒輪、套筒、軸類零件等。這幾種鋼在機(jī)械制造中應(yīng)用非常廣泛。T7、T8鋼，用于制造具有較高韌性的工具，如沖頭、鑿子等。T9、T10、T11鋼，用作要求中等韌性、高硬度的刃具，如鉆頭、絲錐、鋸條等。T12、T13鋼，用于要求更高硬度、高耐磨性的銼刀、拉絲模具等。（二）合金鋼合金鋼的分類方法有多種，常見的有以下兩種。（1）按用途分類 分為三類：合金結(jié)構(gòu)鋼，用于制造各種性能要求更高的機(jī)械零件和工程構(gòu)件；合金結(jié)構(gòu)鋼，用于制造各種性能要求更高的刃具、量具和模具；特殊性能鋼，具有特殊物理和化學(xué)性能的鋼，如不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼等。（2）銨合金元素總含量多少分類 分為三類：低合金鋼，合金元素總含

6、量小于5%；中合金鋼，合金元素總含量為5%10%；高合金鋼，合金元素總含量大于10%。2合金鋼牌號(hào)的表示方法合金鋼是按鋼材的含碳量以及所含合金元素的種類和數(shù)量編號(hào)的。 鋼號(hào)首部是表示含碳量以及所含合金結(jié)構(gòu)鋼與碳素結(jié)構(gòu)鋼相同，以萬(wàn)分之一的碳作為單位，如首部數(shù)字為45，則表示平均含碳量為0.45%；合金工具鋼以千分之一的碳作為單位，如首部數(shù)字為5，則表示平均含碳量為0.5%。 在表示含碳量的數(shù)字后面，用元素的化學(xué)符號(hào)表示出所含的合金元素。合金元素的含量以百分之幾表示，當(dāng)平均含量小于1.5%時(shí)，只標(biāo)明元素符號(hào)，不標(biāo)含量。如25Mn2V，表示平均含碳量為0.25%，含錳量約為2%，含釩量小于1.5%的

7、合金結(jié)構(gòu)鋼。又如9SiCr，表示平均含碳量為0.9%，含硅、鉻都少于1.5%的合金工具鋼。 對(duì)于含碳量超過(guò)1.0%的合金工具鋼，則在牌號(hào)中不表示含碳量。如CrWMn鋼，表示含碳量大于1.0%并含有鉻、鎢、錳三種合金元素的合金工具鋼。但也有特例，高速鋼的含碳量小于1.0%，牌號(hào)中也不表示含碳量。如W18Cr4V鋼，其含碳量?jī)H為0.7%0.8%。 特殊性能鋼牌號(hào)中也不表示方法基本上與合金工具鋼相同。如2Cr13，表示平均含碳量為0.2%，含鉻量約為13%的不銹鋼。 有些特殊用鋼，則用專門的表示方法，如滾動(dòng)軸承鋼，其牌號(hào)以G表示，不標(biāo)含碳量，鉻的平均含量用千分之幾表示。如GCr15，表示含鉻量為1.

8、5%的滾動(dòng)軸承鋼。 對(duì)于高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼，在鋼號(hào)末尾加一個(gè)“A”字，如38CrMoAIA。3合金鋼的用途舉例09MnNb、16Mn、15MnTi鋼屬低合金結(jié)構(gòu)鋼，用于制造橋梁、車輛、鍋爐、油罐、建筑結(jié)構(gòu)和化工容器等。14MnVTiRe、14MnMoV、18MnNb、14CrMnMoVB鋼用于制造大型船舶、重要橋梁、電站設(shè)備及鍋爐、化工、石油等中高壓容器。20Cr、20MnV鋼，適于制造滲碳小齒輪、小軸、活塞銷等。20CrMnTi鋼，常用于制造汽車、拖拉機(jī)上的齒輪。18Cr2Ni4WA、15CrMn2SiMo、20Cr2Ni4A鋼，常用于制造大型滲碳齒輪和軸類件。40MnB、40Cr、35CrMo、4

9、0CrMnMo鋼，用于制造重要調(diào)質(zhì)件，如主軸、曲軸、連連桿和齒輪等機(jī)械零件。65Mn、60Si2Mn鋼屬?gòu)椈射?，主要用于制造截面小?5mm的彈簧，如車箱板簧和機(jī)車板簧、扭桿簧等。GCr15、GsiMnMoV鋼屬軸承鋼，主要用于制造滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈、外圈和滾動(dòng)體，也可用于制造冷沖模、冷軋輥等。CrWMn、CrMn、9Mn2V鋼，用于制造測(cè)量工具，如卡尺、千分尺、量規(guī)、塊規(guī)塞規(guī)等。W18Cr4V、W6Mo5C4V2鋼，用于制造高速切削的刃具，如鉆頭、銑刀、滾刀、拉刀、鉸刀車刀等。5CrMnMo、3Cr2W8V鋼，屬熱模具鋼，用于制造熱鍛模、熱壓模、壓鑄模等。Cr12、Cr12MoV鋼，屬冷模具鋼，

10、用于制造冷沖模具、冷切剪刀具等。1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13鋼，屬馬氏體不銹鋼，用于制造抗弱腐蝕性介質(zhì)并承受沖擊載荷的零件，還可用來(lái)制造具有較高硬度和耐磨性的醫(yī)療工具等。1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti鋼，屬奧氏體不銹鋼，用于制造耐硝酸、冷磷酸、有機(jī)酸及鹽、堿溶液腐蝕的設(shè)備零件。Mn13鋼，屬耐磨鋼，用于制造拖拉機(jī)鏈軌板、挖掘機(jī)鏟齒、球磨機(jī)襯板、鐵路道岔等。15CrMo、4Cr10Si2Mo鋼，屬耐熱鋼，用于制造在高溫下工作的零件或構(gòu)件。1.2.2 鑄鐵鑄鐵是含碳量大于2.11%的鐵碳合金，它含有比碳鋼更多的硅、錳、硫、磷等雜質(zhì)。工業(yè)上常用的鑄鐵含碳量為2.5%4.0%

11、。根據(jù)鑄鐵中碳的存在形式不同，鑄鐵可分為白口鑄鐵可分為白口鑄鐵和灰口鑄鐵兩大類。（一）白口鑄鐵白口鑄鐵中的碳幾乎全部以Fe3形式存在，斷口呈銀白色，性能硬而脆，很難進(jìn)行切削加工，工業(yè)上極少用來(lái)制造機(jī)械零件。主要用作煉鋼原料或用于可鍛鑄鐵的毛坯。（二）灰口鑄鐵灰口鑄鐵中的碳大部分或全部以自由狀態(tài)的石墨形式存在，斷口呈暗灰色。根據(jù)灰口鑄鐵中石墨存在形式不同，它又可分為普通灰口鑄鐵、可鍛鑄鐵和球墨鑄鐵等。1普通灰口鑄鐵簡(jiǎn)稱灰口鑄鐵，其石墨形態(tài)呈片狀。由于片狀石墨的存在，割裂了金屬基體組織，減少了承載的有效面積，因此其綜合力學(xué)性能較低，但其減振性、耐磨性、鑄造性及切削加工性較好，主要用于制造承受壓力的

12、床身、箱體、機(jī)座、導(dǎo)軌等零件?；铱阼T鐵牌號(hào)的表示方法為“HT”加數(shù)字，其中“HT”是灰鐵兩字漢語(yǔ)拼音的第一個(gè)字母，數(shù)字表示最低抗拉強(qiáng)度。常用的灰口鑄鐵牌號(hào)為HT100、HT150、HT200、HT250、HT300等。2可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵是由白口鑄鐵經(jīng)石墨化退火后而得到，其后墨形態(tài)呈團(tuán)絮狀。由于其石墨呈團(tuán)絮狀，對(duì)金屬基體的割裂作用減小，故其抗拉強(qiáng)度、塑性、韌性都比灰口鑄鐵高，主要用于制造一些形狀比較復(fù)雜而在工作中承受一定沖擊載荷的薄壁小型零件，如管接頭、農(nóng)具等?？慑戣T鐵的牌號(hào)由“KTH”或“KTZ”加兩組數(shù)字組成。其中“KT”是可鐵兩字漢語(yǔ)拼音第一個(gè)字母，后面的“H”表示黑心可鍛鑄鐵，“Z”表示

13、珠光體可鍛鑄鐵。其后面的兩組數(shù)字分別表示材料的最低抗拉強(qiáng)度數(shù)值和最小伸長(zhǎng)率數(shù)值。其主要牌號(hào)有KTH350-10、KTZ550-04等。3球墨鑄鐵球墨鑄鐵中石墨形態(tài)呈球狀。由于球狀石墨對(duì)金屬基體的割裂作用更小，因此它具有較高的強(qiáng)度、塑性和韌性，所以應(yīng)用較廣，在某些情況下可替代中碳鋼使用。主要用于制造受力較復(fù)雜、負(fù)荷較大的機(jī)械零件，如曲軸、連桿、齒輪、凸輪軸等。球墨鑄鐵的牌號(hào)由“QT”加兩組數(shù)字組成。其中“QT”是球鐵兩字漢語(yǔ)拼音的第一個(gè)字母，兩組數(shù)字分別表示最低抗拉強(qiáng)度數(shù)值和最小伸長(zhǎng)率數(shù)值。主要牌號(hào)有QT500-7、QT800-2等。1.2.3 鑄鋼鑄鋼也是一種重要的鑄造合金，其應(yīng)用僅次于鑄鐵。

14、鑄鋼件的力學(xué)性能優(yōu)于各類鑄件，并具有優(yōu)良的焊接性能，適于采用鑄焊聯(lián)合工藝制造重型鑄件。生產(chǎn)上鑄鋼主要用于制造形狀復(fù)雜、難于鍛造而又需承受沖擊載荷的零部件。如機(jī)車車架、火車車輪、水壓機(jī)的缸和立柱、大型齒輪、軋鋼機(jī)機(jī)架等。常用的鑄鋼有碳素鑄鋼和合金鑄鋼兩大類，其中碳素鑄鋼應(yīng)用較廣，約占鑄鋼件的80%。一般工程用鑄鋼的牌號(hào)由“ZG”加兩組數(shù)字表示。其中“ZG”為鑄鋼二字漢語(yǔ)拼音第一個(gè)字母，后面兩位數(shù)字分別表示材料的最小屈服強(qiáng)度值和最小抗拉強(qiáng)度值。如ZG200-400、ZG270-500、ZG340-640等。1.2.4 銅合金及鋁合金銅、鋁合金是工業(yè)上最常用的有色合金。因具有某些特殊的使用性能，使其

15、成為現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)中不可缺少的材料。（一）銅合金在純銅中加入某些合金元素（如鋅、錫、鋁、鈹、錳、硅、鎳、磷等），就形成了銅合金。銅合金具有較好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和耐腐蝕性，同時(shí)具有較高強(qiáng)度和耐磨性。根據(jù)成分不同，銅合金分為黃銅和青銅等。1黃銅是以鋅為主要合金元素的銅合金。按照化學(xué)成分，黃銅分為普通銅和特殊黃銅兩種。（1）普通黃銅 普通黃銅是銅鋅二元合金。由于塑性好，適于制造板材、棒材、線材、管材及深沖零件，如冷凝管、散熱管及機(jī)械、電器零件等。銅的平均含量為62%和59%的黃銅也可進(jìn)行鑄造，稱為鑄造黃銅。（2）特殊黃銅 為了獲得更高的強(qiáng)度、抗蝕性和良好的鑄造性能，在銅鋅合金中加入鋁、硅、錳、鉛、錫等

16、元素，就形成了特殊黃銅。如鉛黃銅、錫黃銅、鋁黃銅、硅黃銅、錳黃銅等。鉛黃銅的切削性能優(yōu)良，耐磨性好，廣泛用于制造鐘表零件，經(jīng)鑄造制作軸瓦和襯套。錫黃銅的耐腐蝕性能好，廣泛用于制造海船零件。鋁黃銅中的鋁能提高黃銅的強(qiáng)度和硬度，提高在大氣中的抗蝕性，鋁黃銅用于制造耐蝕零件。硅黃銅中的硅能提高銅的力學(xué)性能、耐磨性的耐蝕性，硅黃銅主要用于制造海船零件及化工機(jī)械零件。2青銅青銅原指銅錫合金，但工業(yè)上都習(xí)慣稱含鋁、硅、鉛、鈹、錳等的銅合金也為青銅，所以青銅實(shí)際上包括錫青銅、鋁青銅、鋁青銅、鈹青銅、硅青銅、鉛青銅等。青銅也分為壓力加工青銅和鑄造青銅兩類。（1）錫青銅 以錫為主要合金元素的銅基合金稱錫青銅。工

17、業(yè)中使用的錫青銅，錫含量大多在3%14%之間。錫含量小于5%錫青銅適于冷加工使用；錫含量為5%7%的錫青銅適于熱加工；錫含量大于10%的錫青銅適于鑄造。錫青銅在造船、化工、機(jī)械、儀表等工業(yè)中廣泛應(yīng)用，主要用以制造軸承、軸套等耐磨零件和彈簧等彈性元件以及抗蝕、抗磁零件等。（2）鋁青銅 以鋁為主要合金元素的銅基合金稱鋁青銅。鋁青銅的力學(xué)性能比黃銅和錫青銅高。實(shí)際應(yīng)用的鋁青銅的鋁含量在5%12%之間，含鋁為5%7%的鋁青銅塑性最好，適于冷加工使用。鋁含量大于7%8%后，強(qiáng)度增加，但塑性急劇下降，因此多在鑄態(tài)或經(jīng)熱加工后使用。鋁青銅的耐磨性以及在大氣、海水、海水碳酸和大多數(shù)有機(jī)酸中的耐蝕性，均比黃銅和

18、錫青銅高。鋁青銅可制造齒輪、軸套、蝸輪等高強(qiáng)度抗磨零件以及高耐蝕性彈性元件。（3）鈹青銅 以鈹為基本元素的銅合金稱鈹青銅。鈹青銅的含鈹量為1.7%2.5%。鈹青銅的彈性極限、疲勞極限都很高，耐磨性和抗蝕性優(yōu)異，具有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，還具有無(wú)磁性、受沖擊時(shí)不產(chǎn)生火花等優(yōu)點(diǎn)。鈹青銅主要用于制作精密儀器的重要彈簧、鐘表齒輪、高速高壓下工作的軸承、襯套以及電焊機(jī)電極、防爆工具、航海羅盤等重要機(jī)件。（二）鋁合金鋁中加入合金元素就形成了鋁合金。鋁合金具有較高的強(qiáng)度和良好的加工性能。根據(jù)成分及加工特點(diǎn)，鋁合金分為形變鋁合金和鑄造鋁合金。1形變鋁合金形變鋁合金包括防銹鋁合金、硬鋁合金、超硬鋁合金等。因其塑

19、性好，故常利用壓力加工方法制造沖壓件、鍛件等，如鉚釘、焊接油箱、管道、容器、發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、飛機(jī)大梁及起落架、內(nèi)燃機(jī)活塞等。2鑄造鋁合金鑄造鋁合金是用于制造鋁合金鑄件的材料，按主要合金元素的不同，鑄造鋁合金分為鋁硅合金、鋁銅合金、鋁鎂合金和鋁鋅合金。（1）鋁硅鑄造鋁合金 鋁硅合金是應(yīng)用最廣的鑄造鋁合金，通常稱為硅鋁明。其鑄造性能好，比重小，并有相當(dāng)好的抗蝕性和耐熱性，適于制造形狀復(fù)雜的零件，如泵體、電動(dòng)機(jī)殼體、發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸頭、活塞以及汽車、飛機(jī)、儀器上的零件，也可制造日用品。（2）鋁銅鑄造鋁合金 鋁銅合金的強(qiáng)度較高，耐熱性較好，鑄造性能較差，常用于鑄造內(nèi)燃機(jī)氣缸頭、活塞等零件，也可作為結(jié)構(gòu)材料鑄造

20、承受中等載荷、形狀較簡(jiǎn)便的零件。（3）鋁鎂鑄造鋁合金 鋁鎂合金強(qiáng)度高、比重小，有良好的耐蝕性，但鑄造性能不好，多用于制造承受沖擊載荷、在腐蝕性介質(zhì)中工作、外形簡(jiǎn)單的零件，如艦般配件、氨用泵體等。（4）鋁鋅鑄造鋁合金 鋁鋅合金價(jià)格便宜、鑄造性能優(yōu)良、強(qiáng)度較高，但抗蝕性差、熱裂傾向大，常用于制造汽車、拖拉機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)零件及形狀復(fù)雜的儀器元件，也可用于制造日用品。1.3 鋼鐵材料的現(xiàn)場(chǎng)鑒別鋼鐵材料品種繁多，性能各異，因此對(duì)鋼鐵材料的鑒別是非常必要的。常用的鑒別方法有火花鑒別法、色標(biāo)鑒別法、斷口鑒別法和音色鑒別法等。1.3.1 火花鑒別法根據(jù)鋼鐵材料在磨削過(guò)程中所出現(xiàn)的火花爆裂形狀、流線、色澤、發(fā)火點(diǎn)等特

21、點(diǎn)區(qū)別鋼鐵材料化學(xué)成分差異的方法，稱為火花鑒別法?；鸹ㄨb別專用電動(dòng)砂輪機(jī)的功率為0.200.75kW，轉(zhuǎn)速高于3000r/min。所用砂輪粒度為4060目，中等硬度，直徑為150200mm。磨削時(shí)施加壓力以2060N為宜，輕壓看合金元素，重壓看含碳量?；鸹ㄨb別的要點(diǎn)是：詳細(xì)觀察火花的火束粗細(xì)、長(zhǎng)短、花次層疊程度和它的色澤變化情況。注意觀察組成火束的流線形態(tài)，火花束根部、中部及尾部的特殊情況和它的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，同時(shí)還要觀察火花爆裂形態(tài)、花粉大小和多少。（一）火花組成（1）火花束 火花束是指被測(cè)材料在砂輪上磨削時(shí)產(chǎn)生的全部火花，常由根部、中部、尾部組成， （2）流線 從砂輪上直接射出的好像直線的火流稱

22、為流線。每條流線都由節(jié)點(diǎn)、爆花和尾花組成，（3）節(jié)點(diǎn) 節(jié)點(diǎn)就是流線上火花爆裂的原點(diǎn)，呈明亮點(diǎn)。（4）爆花 爆花就是節(jié)點(diǎn)處爆裂的火花。鋼的化學(xué)成分不同，尾花的形狀也不同。通常，尾花可分為狐尾尾花、槍尖尾花、菊花狀尾花、羽狀尾花等。（二）常用鋼鐵材料的火花特征碳是鋼鐵材料火花的基本元素，也是火花鑒別法測(cè)定的主要成分。由于含碳量的不同，其火花形狀不同。1碳素鋼火花的特征 通常低碳鋼火花束較長(zhǎng)，流線少，芒線稍粗，多為一次花，發(fā)光一般，帶暗紅色，無(wú)花粉。 中碳鋼火花束稍短，流線較細(xì)長(zhǎng)而多，爆花分叉較多，開始出現(xiàn)二次、三次花，花粉較多，發(fā)光較強(qiáng)，顏色橙。 高碳鋼火花束較短而粗，流線多而細(xì)，碎花、花粉多，又

23、分叉多且多為三次花，發(fā)光較亮。2鑄鐵的火花特征鑄鐵的火花束很粗，流線較多，一般為二次花，花粉多，爆花多，尾部漸粗下垂成弧形，顏色多為橙紅?；鸹ㄔ囼?yàn)時(shí)，手感較軟。3合金鋼的火花特征合金鋼的火花特征與其含有的合金元素有關(guān)。一般情況下，鎳、硅、鉬、鎢等元素抑制火花爆裂，而錳、釩鉻等元素卻可助長(zhǎng)火花爆裂。所以對(duì)合金鋼的鑒別難掌握。一般鉻鋼的火花束白亮，流線稍粗而長(zhǎng)，爆裂多為一次花、花型較大，呈大星形，分叉多而細(xì)，附有碎花粉，爆裂的火花心較明亮。鎳鉻不銹鋼的火花束細(xì)，發(fā)光較暗，爆裂為一次花，五、六根分叉，呈星形，尖端微有爆裂。高速鋼火花束細(xì)長(zhǎng)，流線數(shù)量少，無(wú)火花爆裂，色澤呈暗紅色，根部和中部為斷續(xù)流線，

24、尾花呈弧狀。1.3.2 色標(biāo)鑒別法生產(chǎn)中為了表明金屬材料的牌號(hào)、規(guī)格等，常做一定的標(biāo)記，如涂色、打印、掛牌等。金屬材料的涂色標(biāo)志是表示鋼號(hào)、鋼種的，涂在材料一端的端面或端部。具體的涂色方法在有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中做了詳細(xì)規(guī)定，現(xiàn)舉例如下：碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235鋼為紅色；優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼20鋼為棕色加綠色，45鋼為白色加棕色；合金結(jié)構(gòu)鋼20CrMnTi鋼為黃色加黑色，40CrMo鋼為綠色加紫色；鉻軸承鋼GCr15鋼為藍(lán)色；高速鋼W18Cr4V鋼為棕色加藍(lán)色；不銹鋼1Cr18Ni9Ti鋼為綠色國(guó)藍(lán)色；熱作模具鋼5CrMnMo鋼為紫色加白色。1.3.3 斷口宏觀鑒別法材料或零部件因受某些物理、化學(xué)或機(jī)械作用的影響而導(dǎo)

25、致破斷，此時(shí)所形成的自然表面稱為斷口。生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)斷口的自然形態(tài)判定材料的韌脆性，從而推斷材料含碳量的高低。若斷口呈纖維狀，無(wú)金屬光澤，顏色發(fā)暗，無(wú)結(jié)晶顆粒，且斷口邊緣有明顯的塑性變形特征，則表明鋼材具有良好的塑性和韌性，含碳量較低。若斷口齊平，呈銀灰色，且具有明顯的金屬光澤和結(jié)晶顆粒，則表明屬脆性材料。而過(guò)共析鋼或合金經(jīng)淬火后，斷口呈亮灰色，具有綢緞光澤，類似于細(xì)瓷器斷口特征。常用鋼鐵材料的斷口特點(diǎn)大致如下：低碳鋼不易敲斷，斷口邊緣有明顯的塑性變形特征，有微量顆粒；中碳鋼的斷口邊緣的塑性變形特征沒有低碳鋼明顯，斷口顆粒較細(xì)、較多；高碳鋼的斷口邊緣無(wú)明顯塑性變形特征，斷口顆粒很細(xì)密；鑄鐵極易敲

26、斷，斷口無(wú)塑性變形，晶粒粗大，呈暗灰色。1.3.4 音色鑒別法根據(jù)鋼鐵敲擊時(shí)發(fā)出的聲音不同，以區(qū)別鋼和鑄鐵的方法稱為音色鑒別法。敲擊時(shí)，發(fā)出比較清脆聲音的材料為鋼，發(fā)出較低沉聲音的材料為鑄鐵。為了準(zhǔn)確地鑒別材料，在以上幾種現(xiàn)場(chǎng)鑒別的基礎(chǔ)上，一般還可采用化學(xué)分析、金相檢驗(yàn)以及硬度試驗(yàn)等手段進(jìn)行鑒別。1.4 鋼的常用熱處理熱處理就是通過(guò)對(duì)固態(tài)金屬的加熱、保溫和冷卻，來(lái)改變金屬的顯微組織及其形態(tài)，從而提高或改善金屬的機(jī)械性能的一種方法。鑄造、鍛壓、焊接和機(jī)加工的目的是使零件成形或改變其形狀，而熱處理的目的是改變金屬材料的組織和性能，而不要求改變零件的形狀和尺寸，各種機(jī)械零件中，大多數(shù)或絕大多數(shù)都要經(jīng)

27、過(guò)熱處理才投入使用。鋼的熱處理對(duì)提高和改善零件的機(jī)械性能發(fā)揮著十分重要的作用。熱處理方法很多，常用的有退火、正火、淬火、回火和表面熱處理等。熱處理既可以作為預(yù)先熱處理以消除上一道工序所遺留的某些缺陷，為下一道工序準(zhǔn)備好條件；也可作為最終熱處理進(jìn)一步改善材料的性能，從而充分發(fā)揮材料的潛力，達(dá)到零件的使用要求。因此，不同的熱處理工序常穿插在零件制造過(guò)程的各個(gè)熱、冷加工工序中進(jìn)行。任何一種熱處理的工藝過(guò)程，都包括下列三個(gè)步驟：（1）以一定速度把零件加熱到規(guī)定的溫度。這個(gè)溫度范圍根據(jù)不同的金屬材料、不同的熱處理要求而定。（2）在此溫度下保溫，使工件全部或局部熱透。（3）以某種速度把工件冷卻下來(lái)。鋼的熱

28、處理工藝規(guī)范如圖1-8所示。通過(guò)控制加熱溫度和冷卻速度，可以在很大范圍內(nèi)改變金屬材料的性能。1.4.1 退火退火是把工件加熱到適當(dāng)?shù)臏囟龋▽?duì)碳鋼一般加熱至780900），保溫一定時(shí)間后隨爐子降溫而冷卻的熱處理方法。工具鋼和某些重要結(jié)構(gòu)零件的合金鋼有時(shí)硬度較高，鑄、鍛、焊后的毛坯有時(shí)硬度不均勻，存在著內(nèi)應(yīng)力。為了便于切削加工，并保持加工后的精度，常對(duì)工件施以退火處理。退火后的工件硬度較低，消除了內(nèi)應(yīng)力，同時(shí)還可以使材料的內(nèi)部組織均勻細(xì)化，為進(jìn)行下一步熱處理（淬火等）做好準(zhǔn)備。加熱時(shí)溫度控制應(yīng)準(zhǔn)確。溫度過(guò)低達(dá)不到退火目的，溫度過(guò)高又會(huì)造成過(guò)熱、過(guò)燒、氧化、脫碳等缺陷。操作時(shí)還應(yīng)注意零件的放置方法，

29、當(dāng)退火的主要目的是為了消除內(nèi)應(yīng)力時(shí)更應(yīng)注意。如對(duì)于細(xì)長(zhǎng)工件的穩(wěn)定尺寸退火，一定要在井式爐中垂直吊置，以防止工件由于自身重力所引起的變形。操作時(shí)還應(yīng)注意不要觸碰電阻絲，以免短路。為保證安全，應(yīng)安裝爐門開啟斷電裝置，裝爐和取出工件時(shí)能自行斷電。2正火將工件放到爐中加熱到適當(dāng)溫度，保溫后出爐空冷的熱處理方法叫正火。正火實(shí)質(zhì)上是退火的另一種形式，其作用與退火相似。與退火不同之處是加熱（對(duì)碳鋼而言，一般加熱至800930）和保溫后，放在空氣中冷卻而不是隨爐冷卻。由于冷卻速度比退火快，因此，正火工件獲得的組織比較細(xì)密，比退火工件的強(qiáng)度和硬度稍高，而塑性和韌性稍低。但這一點(diǎn)對(duì)于一般低碳鋼而言差別并不明顯，對(duì)

30、中碳鋼零件而言有時(shí)由于正火后的硬度適中，更適合于切削加工。又由于正火冷卻時(shí)不占爐子，還可使生產(chǎn)效率提高，成本降低。所以一般低碳和中碳結(jié)構(gòu)鋼等，多用正火代替退火。3淬火淬火是將工件加熱到適當(dāng)?shù)臏囟龋▽?duì)碳鋼一般加熱到760820），保溫后在水中或油中快速冷卻的熱處理方法。工件經(jīng)淬火后可獲得高硬度的組織，因此淬火可提高鋼的強(qiáng)度和硬度。但工件淬火后脆性增加、內(nèi)部產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力，使工件變形甚至開裂。所以，工件淬火后一般都要及時(shí)進(jìn)行回火處理，并在回火后獲得適度的強(qiáng)度和韌性。淬火操作時(shí)要注意工件浸入淬火劑的方法。如果浸入方式不正確，可能使工件各部分的冷卻速度不一致而造成很大的內(nèi)應(yīng)力，使工件發(fā)生變形和裂紋，

31、或產(chǎn)生局部淬不硬等缺陷。例如，鉆頭、軸桿類等細(xì)長(zhǎng)工件應(yīng)以吊掛的方式垂直地浸入淬火液中；薄而平的工件（圓盤銑刀等），不能平著放人而必須立著放人淬火劑中；使工件各部分的冷卻速度趨于一致等。淬火操作時(shí)還必須穿戴防護(hù)用品，如工作服、手套、防護(hù)眼鏡等，以防淬火液飛濺傷人。4回火將淬火后的工件重新加熱到某一溫度范圍并保溫后，在油中或空氣中冷卻的操作稱為回火?；鼗鸬臏囟却蟠蟮陀谕嘶?、正火和淬火時(shí)的加熱溫度，因此回火并不使工件材料的組織發(fā)生轉(zhuǎn)變?；鼗鸬哪康氖菧p小或消除工件在淬火時(shí)所形成的內(nèi)應(yīng)力，適當(dāng)降低淬火鋼的硬度，減小脆性，使工件獲得較好的強(qiáng)度和韌性，即較好的綜合機(jī)械性能。根據(jù)回火溫度不同，回火操作可分為低溫回火、中溫回火和高溫回火。低溫回火 回火溫度為150250。低溫回火可以部分消除淬火造成的內(nèi)應(yīng)力，適當(dāng)?shù)亟档弯摰拇嘈?，提高韌性，